DJ5 时序逻辑电路(第二节课)

目录

一、钟控同步触发器(RS锁存器)

1. 电路构成

2. 工作原理

- CP = 0

- CP = 1

二、钟控D触发器

1. 电路构成

2. 工作原理

(1)状态方程

(2)优缺点

3. 例题

三、边沿D触发器

1. 逻辑电路图及逻辑符号

2. 工作原理

- CP = 0

- CP = 1

(1)状态功能表

(2)状态方程

(3)特性

(4)优点

四、寄存器


一、钟控同步触发器(RS锁存器)

1. 电路构成

DJ5 时序逻辑电路(第二节课)_第1张图片

2. 工作原理

- CP = 0

DJ5 时序逻辑电路(第二节课)_第2张图片

- CP = 1

DJ5 时序逻辑电路(第二节课)_第3张图片

分析:

①当 CP = 0 时,无论R、S取何种值组合,输出端均保持原状态。  

②当 CP = 1 时,c门和d门打开,输入端R、S的取值组合反映到输出端。  

③当 CP 由 1 变为 0 时,输出端将保持原状态,即R、S输入端的值锁存在了输出端。  

(1)功能状态表

DJ5 时序逻辑电路(第二节课)_第4张图片

(2)状态方程

DJ5 时序逻辑电路(第二节课)_第5张图片

(3)优缺点

优点:同步RS触发器解决了定时控制的问题。

缺点:

①输入信号依然存在着约束条件;

②可能出现空翻现象,即在一个时钟脉冲作用下,引起触发器的状态翻转两次或多次的现象,从而造成逻辑上的混乱。

当 CP = 1 时,R、S需要保持不变,否则将会导致输出改变。

二、钟控D触发器

1. 电路构成

DJ5 时序逻辑电路(第二节课)_第6张图片

2. 工作原理

(1)状态方程

(2)优缺点

优点:

解决了定时控制的问题;

②无约束条件;

③输入D,输出也是D。

缺点:

由于空翻的存在,锁存的内容是CP下降沿前瞬时D的值。

3. 例题

画出D触发器的输出波形。

DJ5 时序逻辑电路(第二节课)_第7张图片

对于同一个时钟脉冲,其上升沿到来时下降沿到来前的这段时间内,我们都能通过改变输入端D的值来改变输出端Q的值。因此,为了得到想要的输出值,我们必须让输入值维持到下降沿离开后。

三、边沿D触发器

1. 逻辑电路图及逻辑符号

DJ5 时序逻辑电路(第二节课)_第8张图片

三角形:代表是在上升沿到来时刻改变输出端Q的值。

2. 工作原理

- CP = 0

DJ5 时序逻辑电路(第二节课)_第9张图片

- CP = 1

情形一:

DJ5 时序逻辑电路(第二节课)_第10张图片

根据分析得 Q=1,即输出Q与输入D的值相同。

若在 CP=1 期间改变D:

DJ5 时序逻辑电路(第二节课)_第11张图片

根据分析得 Q=1,可视为Q保持原状态不变。可见,上升沿过后改变输入D不会改变输出Q,即上升沿过后输出Q与输入D无关。

情形2:

DJ5 时序逻辑电路(第二节课)_第12张图片

根据分析得 Q=0,即输出Q与输入D的值相同。

若在 CP=1 期间改变D:

DJ5 时序逻辑电路(第二节课)_第13张图片

 根据分析得 Q=0,可视为Q保持原状态不变。可见,上升沿过后改变输入D不会改变输出Q,即上升沿过后输出Q与输入D无关。 

(1)状态功能表

DJ5 时序逻辑电路(第二节课)_第14张图片

(2)状态方程

(3)特性

DJ5 时序逻辑电路(第二节课)_第15张图片

只能在上升沿时刻改变边沿D触发器的输出。

(4)优点

解决了定时控制的问题;

②无约束条件;

③输入D,输出也是D;

④能够有效克服空翻现象:在 CP=1 期间,输入端D的信号变化对输出端Q无影响。

四、寄存器

寄存器是计算机的主要部件之一,它用来暂时存放数据或指令。 

一个D触发器组成 1 位的数码寄存器。

DJ5 时序逻辑电路(第二节课)_第16张图片

8 位二进制数寄存器:

DJ5 时序逻辑电路(第二节课)_第17张图片

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